JP2017010119A - Information processing apparatus, image processing apparatus, control method thereof, and program - Google Patents
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Abstract
【課題】位置姿勢の検出精度の低下を抑えつつ、伝送する映像データ量を削減する。
【解決手段】画像処理装置と通信可能な情報処理装置であって、情報処理装置の移動量と回転量との少なくとも一方を含む移動回転量を取得する取得部と、取得部によって取得された移動回転量が所定値以下である場合、画像処理装置に送信する撮像画像のデータ量を削減する制御部とを備える。
【選択図】 図2The amount of video data to be transmitted is reduced while suppressing a decrease in position and orientation detection accuracy.
An information processing apparatus capable of communicating with an image processing apparatus, an acquisition unit for acquiring a movement rotation amount including at least one of a movement amount and a rotation amount of the information processing device, and a movement acquired by the acquisition unit A control unit that reduces a data amount of a captured image transmitted to the image processing apparatus when the rotation amount is equal to or less than a predetermined value;
[Selection] Figure 2
Description
本発明は、情報処理装置、画像処理装置、それらの制御方法及びプログラムに関する。 The present invention relates to an information processing apparatus, an image processing apparatus, a control method thereof, and a program.
現実世界と仮想世界とをリアルタイムかつシームレスに融合させる技術として、複合現実感(MR:Mixed Reality)技術が知られている。MRシステムを実現する方法の一つとして、ビデオシースルー型の頭部装着型表示装置(HMD:Head Mounted Display)を利用するものがある。このMRシステムでは、HMD装着者の視界領域をカメラで撮像し、その撮像映像にCG(Computer Graphics)を合成した映像をHMD装着者に提示する。 Mixed reality (MR) technology is known as a technology that seamlessly fuses the real world and the virtual world in real time. One of the methods for realizing the MR system is to use a video see-through head-mounted display (HMD: Head Mounted Display). In this MR system, the field of view of the HMD wearer is imaged by a camera, and an image obtained by synthesizing the captured image with CG (Computer Graphics) is presented to the HMD wearer.
特許文献1では、ビデオシースルー型HMDを用いたMRシステムとして、HMD装着者の視界領域を撮像する第一のカメラと、HMDの位置姿勢を検出するための映像を撮像する第二のカメラとを備えたHMDを用いる技術が提案されている。
In
撮像映像からHMDの位置姿勢を取得する処理、及びHMDの位置姿勢に応じたCGを生成する処理は、計算処理コストが大きい。このため、HMDをPC(Personal Computer)等の外部の画像処理装置と接続し、撮像映像を画像処理装置に送信する。そして、画像処理装置上で、HMDの位置姿勢の検出と、HMDの位置姿勢に応じたCGの生成と、撮像画像へのCGの合成とを行い、それをHMDに送り返してからHMDに表示させる。このような場合に、HMD装着者は自由に動きながらMR空間を体験することを可能とするために、HMDと画像処理装置とが無線で接続することが多い。しかし、一般的に、無線通信は有線通信に比較して通信帯域が狭いため、無線伝送する映像データ量を削減する必要がある。また、HMDはバッテリ等で駆動するため、電力消費の観点からも無線伝送する映像データ量を削減する必要がある。 The processing for acquiring the position and orientation of the HMD from the captured image and the processing for generating a CG corresponding to the position and orientation of the HMD have a high calculation processing cost. For this reason, the HMD is connected to an external image processing apparatus such as a PC (Personal Computer), and the captured video is transmitted to the image processing apparatus. Then, the position and orientation of the HMD are detected on the image processing apparatus, the CG is generated according to the position and orientation of the HMD, and the CG is synthesized with the captured image. The CG is sent back to the HMD and then displayed on the HMD. . In such a case, in order to allow the HMD wearer to experience the MR space while freely moving, the HMD and the image processing apparatus are often connected wirelessly. However, in general, wireless communication has a narrower communication band than wired communication, so it is necessary to reduce the amount of video data to be transmitted wirelessly. Further, since the HMD is driven by a battery or the like, it is necessary to reduce the amount of video data to be wirelessly transmitted from the viewpoint of power consumption.
無線伝送する映像データ量を削減する公知技術として、映像符号化技術によりデータを圧縮する方法が知られている。また、特許文献2では、映像フレーム間の差分を検出し、フレーム間で変化した領域のみを抽出して伝送する技術が提案されている。 As a known technique for reducing the amount of video data to be wirelessly transmitted, a method of compressing data using a video coding technique is known. Patent Document 2 proposes a technique for detecting a difference between video frames and extracting and transmitting only a region changed between frames.
上述したビデオシースルー型HMDを用いたMRシステムでは、画像処理装置が、撮像映像からマーカまたは自然特徴点等の指標を画像解析により抽出することで、HMDの位置姿勢を検出する。 In the MR system using the video see-through HMD described above, the image processing apparatus detects the position and orientation of the HMD by extracting an index such as a marker or a natural feature point from the captured image by image analysis.
しかし、この検出処理においては、高精細な映像データが必要であり、映像データを大幅に圧縮してしまうと必要十分な映像品質が得られず、HMDの位置姿勢検出の精度が低下してしまうという課題がある。また、特許文献1に記載の技術のように、フレーム間で変化した領域のみを抽出して伝送する方法では、HMD装着者が視線方向を変えた場合に変化領域が多く発生し、データ量を削減することが難しいという課題がある。
However, this detection process requires high-definition video data, and if the video data is significantly compressed, the necessary and sufficient video quality cannot be obtained, and the accuracy of the position and orientation detection of the HMD decreases. There is a problem. Further, as in the technique described in
本発明は、上記の課題に鑑みてなされたものであり、位置姿勢の検出精度の低下を抑えつつ、伝送する映像データ量を削減する技術を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to provide a technique for reducing the amount of video data to be transmitted while suppressing a decrease in position and orientation detection accuracy.
上記の目的を達成するために、本発明の一態様による情報処理装置は以下の構成を備える。即ち、
画像処理装置と通信可能な情報処理装置であって、
前記情報処理装置の移動量と回転量との少なくとも一方を含む移動回転量を取得する取得手段と、
前記取得手段によって取得された移動回転量が所定値以下である場合、前記画像処理装置に送信する撮像画像のデータ量を削減する制御手段と
を備えることを特徴とする。
In order to achieve the above object, an information processing apparatus according to an aspect of the present invention includes the following arrangement. That is,
An information processing apparatus capable of communicating with an image processing apparatus,
An acquisition means for acquiring a movement rotation amount including at least one of a movement amount and a rotation amount of the information processing apparatus;
Control means for reducing the amount of data of a captured image to be transmitted to the image processing device when the amount of movement rotation acquired by the acquisition unit is a predetermined value or less.
本発明によれば、位置姿勢の検出精度の低下を抑えつつ、伝送する映像データ量を削減することができる。 According to the present invention, it is possible to reduce the amount of video data to be transmitted while suppressing a decrease in position and orientation detection accuracy.
以下、添付の図面を参照して、本発明の実施の形態を詳細に説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
(実施形態1)
<1.画像処理システムの構成>
図1は、本発明の一実施形態に係る画像処理システム(例えば、MRシステム)の構成例を示す図である。本発明の一実施形態に係る画像処理システム(MRシステム)は、使用者が装着するビデオシースルー型の情報処理装置(頭部装着型表示装置(HMD100))と、画像処理装置(PC101)とを含み、相互に通信可能である。使用者がMRを体験する空間には、PC101がHMD100の位置姿勢を検出するための指標が設置される。指標は、例えば、それぞれが異なる色を有する円形状のマーカによって構成してもよいし、それぞれが異なる特徴を有する自然特徴等の特徴点によって構成してもよい。また、ある程度の面積を有する四角形領域によって形成されるような四角形指標を用いることも可能である。撮像映像上で画像座標が検出可能であって、かつ、何れの指標であるかを示すパターンが識別可能であるような指標であれば、何れの形態であってもよい。
(Embodiment 1)
<1. Configuration of image processing system>
FIG. 1 is a diagram illustrating a configuration example of an image processing system (for example, an MR system) according to an embodiment of the present invention. An image processing system (MR system) according to an embodiment of the present invention includes a video see-through information processing device (head-mounted display device (HMD100)) worn by a user and an image processing device (PC101). And can communicate with each other. In the space where the user experiences MR, an index for the PC 101 to detect the position and orientation of the HMD 100 is installed. For example, the index may be constituted by circular markers each having a different color, or may be constituted by feature points such as natural features each having a different feature. It is also possible to use a square index formed by a square area having a certain area. Any form may be used as long as the image coordinates can be detected on the captured image and the pattern indicating which index is identifiable.
HMD100には、メインカメラとサイドカメラとが付属されている。メインカメラ映像は、HMD100で表示する映像を生成するために使用される。また、サイドカメラ映像は、HMD100の位置姿勢を検出するために使用される。本実施形態では、映像内に指標を多く収めるため、画角がメインカメラよりも広いものをサイドカメラとして用いるものとする。なお、メインカメラとサイドカメラの構成はこれに限定されるものでなく、特許文献1に記載の技術のように焦点距離が異なるものを使用する等、目的に応じて任意の構成としてもよい。また、HMD100には、三次元位置姿勢センサが備えられている。メインカメラ映像データ108とサイドカメラ映像データ109、及び三次元位置姿勢センサの検出結果はPC101に伝送される。伝送方式としては、IEEE802.11nやIEEE802.11ac等の任意の無線方式や、Gigabit Ethernet(登録商標)やIEEE1394等の有線方式を用いることができるが、これらの通信方式のみに限定されるものではない。
The HMD 100 is attached with a main camera and a side camera. The main camera video is used to generate a video to be displayed on the HMD 100. Further, the side camera image is used for detecting the position and orientation of the
PC101では、HMD100から受信したサイドカメラ映像データ109を解析する。サイドカメラ映像には、指標102〜指標107が撮像されており、これらの指標を検出した後、その形状からHMD100の位置姿勢を取得する。また、後述するように三次元位置姿勢センサの検出結果に基づいてHMD100の位置姿勢を取得する。PC101は、HMD100の位置姿勢に応じたCG110を生成し、メインカメラ映像データ108の上に合成することでCG合成映像111を生成する。そして、PC101はCG合成映像111をHMD100に送信し、HMD100は受信したCG合成映像111を表示する。
The PC 101 analyzes the side
<2.情報処理装置の機能ブロック>
図2は、本実施形態に係る情報処理装置(HMD100)の機能ブロックの構成例を示す図である。また、図10は、HMD100とPC101の各部の動作タイミングを示す図である。以下、図2と図10を用いて、HMD100の構成及び動作を説明する。
<2. Functional block of information processing apparatus>
FIG. 2 is a diagram illustrating a configuration example of functional blocks of the information processing apparatus (HMD 100) according to the present embodiment. FIG. 10 is a diagram showing the operation timing of each part of the
まず、図2に示されるように、HMD100は、メインカメラ200と、サイドカメラ201、三次元位置姿勢センサ202と、タイミング制御部203と、移動回転量取得部204と、データ量制御部205と、送信部206と、アンテナ207と、受信部208と、表示部209とを備えている。
First, as shown in FIG. 2, the
メインカメラ200とサイドカメラ201は、CCD(Charge Coupled Device)等の電荷結合素子と光学系とにより構成される。メインカメラ200は、HMD装着者の視界領域と略一致した現実空間映像を撮像する。サイドカメラ201は、メインカメラ映像よりも画角の広い現実空間映像を撮像する。
The
三次元位置姿勢センサ202は、磁気センサやジャイロセンサ(加速度、角速度)により構成され、HMD100の三次元方向の加速度とパン・チルト・ヨー方向の角速度を検出する。タイミング制御部203は、メインカメラ200とサイドカメラ201、そして移動回転量取得部204に所定周期毎に撮像タイミング信号を出力する。また、三次元位置姿勢センサ202に所定周期毎に検出タイミング信号を出力する。
The three-dimensional position /
本実施形態では、これらのタイミング信号により、メインカメラ200とサイドカメラ201のフレームレートを60fps、三次元位置姿勢センサ202のサンプリング周波数を600Hzに制御するものとする。なお、これらのフレームレートとサンプリング周波数は、これに限定されるものではなく、任意の値に設定可能である。
In the present embodiment, it is assumed that the frame rate of the
移動回転量取得部204は、タイミング制御部203が出力する撮像タイミング信号に基づいて動作し、三次元位置姿勢センサ202の出力値を積分処理することで、撮像フレーム間のHMD100の三次元方向の移動量とパン・チルト・ヨー方向の回転量(以後、移動回転量と呼ぶ)との少なくとも一方を取得する。本実施形態では、撮像フレーム間(1/60秒)に、三次元位置姿勢センサ202は加速度・角速度データを10回出力する。移動回転量取得部204は、この10個の加速度・角速度データを積分処理することで、撮像フレーム間のHMD100の移動回転量を取得する。
The movement rotation
データ量制御部205は、移動回転量取得部204により取得されたHMD100の移動回転量に基づき、サイドカメラ201から出力されてくる映像データ量を制御する。具体的には、HMD100の移動回転量が所定値以下の場合、サイドカメラ201から出力されてきた撮像フレームを間引くように動作する。
The data amount
図10に示すタイミング図では、フレームN−1とフレームN+1はHMD100の移動回転量が所定値を超えた場合の動作例を示している。一方、フレームNはHMD100の移動回転量が所定値以下の場合の動作例を示している。送信部206には、メインカメラ200の出力する撮像映像と、データ量制御部205の出力する撮像映像と、移動回転量取得部204の出力する移動回転量とが入力される。送信部206は、これら送信データのデータ種別を示すヘッダを追加し、使用する通信方式に応じた変調処理を施すことで無線信号を生成する。HMD100の移動回転量が所定値を上回るフレームでは、送信部206はヘッダ1003とメインカメラ映像1000とサイドカメラ映像1001を含む無線信号を生成する。この際、ヘッダ1003としては、当該フレームではメインカメラ映像とサイドカメラ映像とを伝送する旨を示す情報が追加される。
In the timing chart shown in FIG. 10, frame N-1 and frame N + 1 show an operation example when the amount of movement rotation of the
一方、HMD100の移動回転量が所定値以下であるフレームでは、送信部206はヘッダ1003と移動回転量1002とメインカメラ映像1000を含む無線信号を生成する。この際、ヘッダ1003としては、当該フレームでは移動回転量とメインカメラ映像とを伝送する旨を示す情報が追加される。送信部206で生成された無線信号は、アンテナ207を介してPC101に送信される。
On the other hand, in a frame in which the movement rotation amount of the
なお、無線送信データ量を削減するため、メインカメラ映像とサイドカメラ映像は、Motion−JPEGやH.264/AVCを用いて圧縮するようにしてもよい。例えば、60fpsの映像データを25Mbpsに圧縮する場合、1フレーム当たりの映像データ量は約420kbitとなる。一方、移動回転量は、その分解能を16bitとした場合、1フレーム当たりのデータ量は96bitであり、映像データと比較すると、データ量は非常に小さいものとなる。 In order to reduce the amount of wireless transmission data, the main camera video and the side camera video are Motion-JPEG or H.264. Alternatively, compression may be performed using H.264 / AVC. For example, when 60 fps video data is compressed to 25 Mbps, the amount of video data per frame is about 420 kbit. On the other hand, the amount of movement rotation is 96 bits when the resolution is 16 bits, and the amount of data is very small compared to the video data.
PC101からはCG合成映像が送信されており、HMD100はアンテナ207により、これを受信する。受信部208は、受信した無線信号に対して復調処理することでCG合成映像を取得し、表示部209に出力する。表示部209は、液晶ディスプレイや有機EL(Electro−Luminescence)等により構成され、PC101から送信されたCG合成映像を表示することで、HMD装着者にMR空間を提示する。
A CG composite video is transmitted from the
尚、図2に示す各機能部は、ハードウェア又はソフトウェアとして装置に実装される。機能部がソフトウェアとして実装される場合には、これらの機能を実行するためのプログラムが、HMD100が備える記憶部(ROM,RAM等のメモリ)に記憶されることになる。そして、HMD100が備えるCPUが、記憶部に記憶されたプログラムを実行することにより、これらの機能部が提供する機能が実現されることになる。
Note that each functional unit shown in FIG. 2 is implemented in the apparatus as hardware or software. When the functional unit is implemented as software, a program for executing these functions is stored in a storage unit (memory such as ROM or RAM) provided in the
<3.画像処理装置の機能ブロック>
図3は、本実施形態に係る画像処理装置(PC101)の機能ブロックの構成例を示す図である。PC101は、アンテナ300と、受信部301と、画像解析部302と、位置姿勢取得部303と、CG生成部304と、CG合成部305と、送信部306とを備えている。
<3. Functional Block of Image Processing Device>
FIG. 3 is a diagram illustrating a configuration example of functional blocks of the image processing apparatus (PC 101) according to the present embodiment. The
HMD100から送信される無線信号は、アンテナ300で受信され、受信部301に出力される。受信部301は、無線信号を復調し、受信データを後段の処理部に出力する。画像解析部302は、サイドカメラ映像内の指標を検出することでHMD100の位置姿勢を求める。位置姿勢の取得に用いる指標の数は一つでもよいが、複数の指標を同時に使用してもよい。複数の指標を同時に使用する場合、各指標の位置関係を予め定義しておき、それらの位置関係から指標に対するHMD100の位置姿勢を取得することができる。
A radio signal transmitted from the
本実施形態では、サイドカメラ映像内の指標102〜指標107を用いてHMD100の位置姿勢を取得するものとするが、映像内の特徴点を検出し、これらを組み合わせて使用することで、位置姿勢の検出精度を高めることも可能である。なお、HMD100からPC101にサイドカメラ映像が伝送されないフレームでは、画像解析部302は位置姿勢取得処理を実行しない。
In this embodiment, the position and orientation of the
位置姿勢取得部303は、画像解析部302から位置姿勢取得結果が入力された場合、その値をCG生成部304にスルー出力する。また、画像解析部302から位置姿勢取得結果が入力されない場合、すなわちサイドカメラ映像が伝送されないフレームでは、位置姿勢取得部303はHMD100から送信される移動回転量を用いて位置姿勢の検出を行う。具体的には、サイドカメラ映像を受信したフレームで取得された位置姿勢に対して、HMD100から送信される移動回転量を加算することで、このフレームにおけるHMD100の位置姿勢を取得する。
When the position / orientation acquisition result is input from the
CG生成部304には、仮想空間を構成する仮想物体に関するデータが保存されており、この仮想空間をHMD100の位置姿勢を有する視点から見たときの画像をCG画像として生成する。CG合成部305は、メインカメラ映像とCG生成部304が生成するCG画像とを合成することでCG合成映像を生成する。CG合成映像は、送信部306を介してHMD100に送信される。
The
尚、図3に示す各機能部は、ハードウェア又はソフトウェアとして装置に実装される。機能部がソフトウェアとして実装される場合には、これらの機能を実行するためのプログラムが、PC101が備える記憶部(ROM,RAM等のメモリ)に記憶されることになる。そして、PC101が備えるCPUが、記憶部に記憶されたプログラムを実行することにより、これらの機能部が提供する機能が実現されることになる。
Note that each functional unit shown in FIG. 3 is implemented in the apparatus as hardware or software. When the functional unit is implemented as software, a program for executing these functions is stored in a storage unit (memory such as ROM or RAM) provided in the
<4.情報処理装置(HMD100)及び画像処理装置(PC101)の動作例を示すシーケンス>
図4は、HMD100で取得される移動回転量が所定値を超える場合におけるHMD100とPC101の動作例を示すシーケンス図である。図4では、映像フレーム一つ分の処理を示している。
<4. Sequence showing operation examples of information processing apparatus (HMD100) and image processing apparatus (PC101)>
FIG. 4 is a sequence diagram illustrating an operation example of the
まずHMD100は、ステップS400において、タイミング制御部203の制御に基づいてメインカメラ映像とサイドカメラ映像を取得する。続いて、ステップS401において、三次元位置姿勢センサ202の出力値を積分処理することでHMD100の移動回転量を取得する。ステップS402において、HMD100は、移動回転量が所定値を超えるため、メインカメラ映像とサイドカメラ映像をPC101に送信する。
First, in step S400, the
ステップS403において、PC101は、HMD100から受信したサイドカメラ映像を解析し、HMD100の位置姿勢を求める。ステップS404において、PC101は、ステップS403で取得されたHMD100の位置姿勢に基づいたCG画像を生成する。ステップS405において、PC101は、生成されたCG画像をメインカメラ映像に合成することでCG合成映像を生成する。ステップS406において、PC101は、CG合成映像をHMD100に送信する。ステップS407において、HMD100は、受信したCG合成映像を表示する。
In step S <b> 403, the
図5は、HMD100で取得される移動回転量が所定値以下の場合におけるHMD100とPC101の動作例を示すシーケンス図である。図5においても図4と同様に、映像フレーム一つ分の処理を示している。また、図4と同様の処理フローについては同じ符号を付与し、図4の処理フローと異なる部分についてのみ説明を行う。
FIG. 5 is a sequence diagram illustrating an operation example of the
ステップS500において、HMD100は、移動回転量が所定値以下であるため、サイドカメラ映像は間引き、メインカメラ映像と移動回転量のみをPC101に送信する。前述したように、移動回転量のデータ量は、映像データと比較して非常に小さいため、サイドカメラ映像を間引いたフレームでは、無線送信データ量は大きく削減される。
In step S500, since the moving rotation amount is equal to or less than the predetermined value, the
ステップS501において、PC101は、一つ前のフレームで取得したHMD100の位置姿勢に、HMD100から受信した移動回転量を加算することで、このフレームにおけるHMD100の位置姿勢を求める。なお、三次元位置姿勢センサ202の出力は誤差を含むため、HMD100で取得される移動回転量と実際の移動回転量とは必ずしも一致しない。この誤差が大きい場合には、CG生成部304の生成する仮想物体の位置がずれる等の問題が発生することになる。
In step S501, the
しかしながら、本実施形態では、HMD100で取得される移動回転量が小さい場合、すなわちセンサの絶対誤差が小さい場合にのみ、センサ出力を用いてHMD100の位置姿勢を取得するため、HMD100の位置姿勢に大きな誤差は発生しない。したがって、HMD100の位置姿勢の検出精度の低下を抑えつつ、HMD100からPC101に送信するデータ量を削減することが可能となる。
However, in this embodiment, since the position and orientation of the
すなわち、本実施形態によれば、無線周波数資源を効率的に利用可能なMRシステムを提供することが可能となる。また、無線送信時間を減らすことで電力消費を抑えることができるため、HMDのバッテリ駆動に好適なMRシステムを提供することができる。 That is, according to the present embodiment, it is possible to provide an MR system that can efficiently use radio frequency resources. Moreover, since power consumption can be suppressed by reducing the radio transmission time, an MR system suitable for battery driving of the HMD can be provided.
なお、上述したサイドカメラ映像データの削減処理は、利用可能な通信帯域が狭くなったとき、あるいはHMD100のバッテリ残量が少なくなったとき等の特定の条件下においてのみ動作するように構成してもよい。または、HMD100に省電力モード等の動作モードを備え、HMD装着者がこのモードを選択したときのみ、本実施形態の動作を行うように構成してもよい。
Note that the side camera video data reduction process described above is configured to operate only under specific conditions such as when the available communication band is narrowed or when the battery level of the
また、本実施形態では、HMD100の移動回転量が所定値以上のフレームでは、PC101にて移動回転量を用いた位置姿勢演算を行わないため、HMD100からPC101に移動回転量を送信しないよう動作した。しかしながら、移動回転量はデータ量が小さいため、全フレームで移動回転量を送信するようにしてもよい。
In the present embodiment, the
また、本実施形態では、移動回転量が所定値以下のフレームにおいて、HMD100はサイドカメラ映像を間引いて無線送信するよう動作したが、平均移動回転速度を取得し、この値に応じてサイドカメラ映像を間引くようにしてもよい。例えば、移動回転速度が所定値を上回る場合には、毎フレームサイドカメラ映像を送信し、移動回転速度が所定値以下の場合にはNフレーム(Nは正の整数)毎にサイドカメラ映像を送信するように構成する。この動作により、HMD100の移動回転量が小さいときにサイドカメラ映像を間引くよう動作するため、本実施形態と同様にHMD100の位置姿勢の検出精度の低下を抑えつつ、HMD100からPC101に送信するデータ量を削減することが可能である。
In the present embodiment, the
また、HMD100はサイドカメラ映像を間引くことでデータ量を削減するよう動作したが、画像圧縮部(不図示)によるサイドカメラ映像の画像圧縮率を上げることでデータ量を削減するようにしてもよい。この場合、PC101では、サイドカメラ映像で指標を検出できた場合には画像解析部302の出力する位置姿勢検出結果を使用する。一方、サイドカメラ映像で指標を検出できなかった場合には、HMD100から送信される移動回転量を用いて位置姿勢を取得する。このように圧縮率を制御することでも、本実施形態と同様の効果を得ることができる。
Further, the
なお、サイドカメラ映像を間引いたフレームで移動回転量の無線伝送エラーが発生すると、PC101がHMD100の位置姿勢を検出できなくなり、そのフレームで大きくCGの位置がずれてしまう。これを防ぐため、HMD100がサイドカメラ映像を間引いたフレームでは、送信部206が移動回転量の変調符号化レートを下げるようにしてもよい。具体的には、例えば、通常は802.11n MCS(Modulation and Coding Scheme)7を用いて変調処理を行うが、サイドカメラ映像を間引いたフレームでは移動回転量の変調処理のみMCS0を用いるようにする。この動作により、サイドカメラ映像を間引いたフレームにおける移動回転量の無線伝送エラーを低減することができる。
If a wireless transmission error of the moving rotation amount occurs in a frame in which the side camera image is thinned out, the
また、本実施形態では、HMD100がメインカメラとサイドカメラを備え、サイドカメラ映像データを削減する構成とした。しかしながら、本発明はこれに限定されるものではなく、指標を検出するための映像を伝送するシステムであれば適用可能である。例えば、PC101がメインカメラ映像により指標を検出する構成とすることも可能である。この場合、HMD100は撮像部としてメインカメラ200のみを備え、移動回転量取得部204の取得結果に基づいて、PC101に送信するメインカメラ映像データを削減する構成とする。さらに、PC101はHMD100にCG110を送信し、HMD100においてCG合成映像111の生成処理を行う構成とする。この構成により、HMD100が移動回転量の取得結果に基づいてメインカメラ映像を間引く場合においても、HMD100にCG合成映像111を表示することができる。
In the present embodiment, the
また、本実施形態では、HMD100の移動回転量取得部204が、三次元位置姿勢センサの出力値を積分処理することで移動回転量を取得したが、HMD100からPC101にセンサ出力値を送信し、PC101で移動回転量を取得するようにしてもよい。
In this embodiment, the movement rotation
以上説明したように、本実施形態によれば、HMD位置姿勢検出精度の低下を抑えつつ、HMDから画像処理装置に伝送する映像データ量を削減することで、無線周波数資源を効率的に利用可能なMRシステムを提供することができる。また、無線送信時間を減らすことで電力消費を抑えことができるため、HMDのバッテリ駆動に好適なMRシステムを提供することが可能となる。 As described above, according to the present embodiment, it is possible to efficiently use radio frequency resources by reducing the amount of video data transmitted from the HMD to the image processing device while suppressing a decrease in the accuracy of HMD position and orientation detection. MR system can be provided. Further, since power consumption can be suppressed by reducing the radio transmission time, it is possible to provide an MR system suitable for battery driving of the HMD.
(実施形態2)
実施形態1では、サイドカメラ映像データを削減するか否かをHMD100が判定する構成としたが、PC101が判定する構成としてもよい。本実施形態では、PC101は、サイドカメラ映像の解析結果に基づいてHMD100の移動回転量を取得し、この取得結果とセンサ出力により取得される移動回転量とを比較する。この比較の結果、センサ出力により取得される移動回転量の誤差が所定値以下の場合には、HMD100に対してサイドカメラ映像データの削減を指示する。
(Embodiment 2)
In the first embodiment, the
以下、本実施形態におけるHMD100とPC101の機能ブロックの構成及び動作を説明するが、図中、実施形態1と同様のブロックについては実施形態1と同じ符号を付与し、その説明は省略するものとする。尚、各機能部は、実施形態1での説明と同様に、ハードウェア又はソフトウェアとして装置に実装される。
Hereinafter, the configuration and operation of the functional blocks of the
図6は、本実施形態におけるHMD100の機能ブロックの構成例を示す図である。実施形態1におけるHMD100の機能ブロック構成とは、PC101から受信部608により受信したデータ量制御指示情報に基づいて、データ量制御部605がサイドカメラ映像データを削減する点が異なる。また、実施形態1では、サイドカメラ映像が間引かれていないフレームでは、HMD100からPC101に移動回転量が送信されない構成としたが、本実施形態では送信部206は全フレームで移動回転量を送信するものとする。
FIG. 6 is a diagram illustrating a configuration example of functional blocks of the
図7は、本実施形態におけるPC101の機能ブロックの構成例を示す図である。実施形態1と比較し、本実施形態のPC101は、移動回転量取得部400と、データ量制御指示情報生成部401とを更に備えている。
FIG. 7 is a diagram illustrating a configuration example of functional blocks of the
移動回転量取得部400は、画像解析部302から、連続するフレームでHMD100の位置姿勢取得結果が出力される場合に動作する。移動回転量取得部400は、画像解析部302の位置姿勢取得結果に基づいて、フレーム間のHMD100の移動回転量を取得する。具体的には、1フレーム前の位置姿勢取得結果と、現在のフレームの位置姿勢取得結果との差分を取ることで、HMD100の移動回転量を取得する。
The movement rotation
データ量制御指示情報生成部401は、移動回転量取得部400が出力する移動回転量と、HMD100から送信される移動回転量との比較を行う。そして、双方の差が所定値以下の場合、センサ誤差が小さいものと判定し、HMD100にサイドカメラ映像の削減を指示する。また、双方の差が所定値を超える場合には、センサ誤差が大きいものと判定し、HMD100にサイドカメラ映像を伝送するよう指示する。
The data amount control instruction
図8と図9は、本実施形態におけるHMD100とPC101の動作例を示すシーケンス図である。同図中、実施形態1と同様の処理フローについては同じ符号を付与し、その説明は省略する。
FIG. 8 and FIG. 9 are sequence diagrams showing an operation example of the
図8は、HMD100からPC101にサイドカメラ映像が送信されるフレームにおけるHMD100とPC101の動作例を示すシーケンス図である。ステップS800において、HMD100は、前フレームでPC101から受信したデータ量制御指示情報に基づくデータをPC101に送信する。図8においては、PC101からサイドカメラ映像の伝送を指示する情報を受信しており、HMD100はメインカメラ映像とサイドカメラ映像と移動回転量とをPC101に送信する。
FIG. 8 is a sequence diagram illustrating an operation example of the
PC101は、HMD100からサイドカメラ映像を受信した場合、ステップS801にて、画像解析により取得されるHMD100の移動回転量と、HMD100から受信する移動回転量とを比較する。そして、ステップS802において、PC101は、比較の結果、双方の差が所定値以下の場合、センサ誤差が小さいと判定し、HMD100にサイドカメラ映像の削減を指示するデータ量制御指示情報を生成し、ステップ803においてCG合成映像とともに当該データ量制御指示情報をHMD100に送信する。
When the
図9は、HMD100からPC101にサイドカメラ映像が送信されないフレームにおけるHMD100とPC101の動作例を示すシーケンス図である。HMD100は、ステップS900において、前フレームでPC101から受信したデータ量制御指示情報に基づくデータをPC101に送信する。図9においては、PC101からサイドカメラ映像の削減を指示する情報を受信しており、HMD100はサイドカメラ映像を間引き、メインカメラ映像と移動回転量とをPC101に送信する。
FIG. 9 is a sequence diagram illustrating an operation example of the
ステップS901において、PC101は、HMD100に送信するデータ量制御指示情報を生成する。本実施形態では、HMD100のフレーム間移動回転量が所定値を超える場合、HMD100にサイドカメラ映像の伝送を指示する情報を生成する。一方、HMD100のフレーム間移動回転量が所定値以下の場合、HMD100にサイドカメラ映像の削減を指示する情報を生成する。なお、サイドカメラ映像が連続する複数フレームにわたって削減される場合、PC101では各フレームのフレーム間移動回転量を累積加算し、この値が所定値を超える場合、HMD100にサイドカメラ映像の伝送を指示する情報を生成するようにしてもよい。また、サイドカメラ映像を削減したフレームの次のフレームは、必ずHMD100がサイドカメラ映像の伝送を指示する情報を生成するようにしてもよい。
In step S <b> 901, the
本実施形態では、PC101において、画像解析により取得されるHMD100のフレーム間移動回転量と、HMD100の三次元位置姿勢センサ202の出力に基づいて取得される移動回転量とを比較し、比較結果に応じてサイドカメラ映像の削減を行う。すなわち、センサ誤差が少ない場合にのみ、センサ出力を用いてHMD100の位置姿勢を取得するため、HMD100の位置姿勢検出精度の低下を抑えつつ、HMD100からPC101に送信するデータ量を削減することが可能となる。
In the present embodiment, the
(その他の実施形態)
本発明は、上述の実施形態の1以上の機能を実現するプログラムを、ネットワーク又は記憶媒体を介してシステム又は装置に供給し、そのシステム又は装置のコンピュータにおける1つ以上のプロセッサーがプログラムを読出し実行する処理でも実現可能である。また、1以上の機能を実現する回路(例えば、ASIC)によっても実現可能である。
(Other embodiments)
The present invention supplies a program that realizes one or more functions of the above-described embodiments to a system or apparatus via a network or a storage medium, and one or more processors in a computer of the system or apparatus read and execute the program This process can be realized. It can also be realized by a circuit (for example, ASIC) that realizes one or more functions.
200:メインカメラ、201:サイドカメラ、202:三次元位置姿勢センサ、203:タイミング制御部、204:移動回転量取得部、205:データ量制御部、206:送信部、207:アンテナ、208:受信部、209:表示部、300:アンテナ、301:受信部、302:画像解析部、303:位置姿勢取得部、304:CG生成部、305:CG合成部、306:送信部、400:移動回転量取得部、401:データ量指示情報生成部 200: main camera, 201: side camera, 202: three-dimensional position and orientation sensor, 203: timing control unit, 204: movement rotation amount acquisition unit, 205: data amount control unit, 206: transmission unit, 207: antenna, 208: Reception unit, 209: display unit, 300: antenna, 301: reception unit, 302: image analysis unit, 303: position and orientation acquisition unit, 304: CG generation unit, 305: CG synthesis unit, 306: transmission unit, 400: movement Rotation amount acquisition unit 401: Data amount instruction information generation unit
Claims (15)
前記情報処理装置の移動量と回転量との少なくとも一方を含む移動回転量を取得する取得手段と、
前記取得手段によって取得された移動回転量が所定値以下である場合、前記画像処理装置に送信する撮像画像のデータ量を削減する制御手段と
を備えることを特徴とする情報処理装置。 An information processing apparatus capable of communicating with an image processing apparatus,
An acquisition means for acquiring a movement rotation amount including at least one of a movement amount and a rotation amount of the information processing apparatus;
An information processing apparatus comprising: a control unit that reduces a data amount of a captured image to be transmitted to the image processing device when a movement rotation amount acquired by the acquisition unit is equal to or less than a predetermined value.
前記制御手段は、前記移動回転量が所定値以下である場合、前記撮像画像の画像圧縮率を上げることでデータ量を削減することを特徴とする請求項1に記載の情報処理装置。 Further comprising image compression means for compressing the captured image;
The information processing apparatus according to claim 1, wherein the control unit reduces the data amount by increasing an image compression rate of the captured image when the movement rotation amount is equal to or less than a predetermined value.
前記情報処理装置の位置姿勢の取得のための撮像を行う第2の撮像手段と
をさらに備えることを特徴とする請求項1乃至6の何れか1項に記載の情報処理装置。 First imaging means for imaging from a viewpoint of a wearer of the information processing apparatus;
The information processing apparatus according to claim 1, further comprising: a second imaging unit configured to perform imaging for acquiring the position and orientation of the information processing apparatus.
前記CG画像を表示する表示手段と
をさらに備えることを特徴とする請求項1乃至7の何れか1項に記載の情報処理装置。 Receiving means for receiving a CG image generated based on information acquired from the information processing apparatus from the image processing apparatus;
The information processing apparatus according to claim 1, further comprising display means for displaying the CG image.
前記情報処理装置の移動量と回転量との少なくとも一方を含む移動回転量と、前記情報処理装置により撮像された撮像画像とを受信する受信手段と、
前記撮像画像に基づいて前記情報処理装置の移動回転量を取得する取得手段と、
前記受信手段により受信された移動回転量と、前記取得手段により取得された移動回転量とに基づいて、前記情報処理装置が送信するデータ量を制御するための指示情報を生成する生成手段と、
前記指示情報を前記情報処理装置に送信する送信手段と
を備えることを特徴とする画像処理装置。 An image processing apparatus capable of communicating with an information processing apparatus,
Receiving means for receiving a movement rotation amount including at least one of a movement amount and a rotation amount of the information processing apparatus, and a captured image captured by the information processing apparatus;
Obtaining means for obtaining a movement rotation amount of the information processing device based on the captured image;
Generating means for generating instruction information for controlling the amount of data transmitted by the information processing device based on the movement rotation amount received by the reception means and the movement rotation amount acquired by the acquisition means;
An image processing apparatus comprising: a transmission unit configured to transmit the instruction information to the information processing apparatus.
取得手段が、前記情報処理装置の移動量と回転量との少なくとも一方を含む移動回転量を取得する取得工程と、
制御手段が、前記取得手段によって取得された移動回転量が所定値以下である場合、前記画像処理装置に送信する撮像画像のデータ量を削減する制御工程と
を有することを特徴とする情報処理装置の制御方法。 An information processing apparatus control method capable of communicating with an image processing apparatus,
An acquisition step of acquiring an amount of movement rotation including at least one of an amount of movement and an amount of rotation of the information processing apparatus;
An information processing apparatus comprising: a control unit that reduces a data amount of a captured image to be transmitted to the image processing apparatus when the movement rotation amount acquired by the acquisition unit is equal to or less than a predetermined value; Control method.
受信手段が、前記情報処理装置の移動量と回転量との少なくとも一方を含む移動回転量と、前記情報処理装置により撮像された撮像画像とを受信する受信工程と、
取得手段が、前記撮像画像に基づいて前記情報処理装置の移動回転量を取得する取得工程と、
生成手段が、前記受信工程により受信された移動回転量と、前記取得工程により取得された移動回転量とに基づいて、前記情報処理装置が送信するデータ量を制御するための指示情報を生成する生成工程と、
送信手段が、前記指示情報を前記情報処理装置に送信する送信工程と
を有することを特徴とする画像処理装置の制御方法。 An image processing apparatus control method capable of communicating with an information processing apparatus,
A receiving step for receiving a movement rotation amount including at least one of a movement amount and a rotation amount of the information processing apparatus, and a captured image captured by the information processing apparatus;
An acquisition step of acquiring an amount of movement rotation of the information processing device based on the captured image;
The generation unit generates instruction information for controlling the amount of data transmitted by the information processing device based on the movement rotation amount received in the reception step and the movement rotation amount acquired in the acquisition step. Generation process;
And a transmission step of transmitting the instruction information to the information processing apparatus.
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